永磁风力发电机组斩波器型全功率并网变流技术研究

摘要

目前，在风力发电并网运行的风力发电变流系统中，变速恒频风电系统以其十分明显的优势，己经成为风电发展的主要趋势。而在变速恒频风力发电系统的各种实现方案中，有两种变流系统拓扑结构在当前的风电市场占主流：双馈风力发电机系统和永磁直驱式风力发电系统。其中，直驱式永磁同步风力发电系统因其省去了容易出故障的齿轮箱而提高了发电系统的稳定性和可靠性得到迅速的发展。
　　 本文首先对直驱式风力发电系统不同的拓扑结构进行了分析，并给出了各种拓扑结构的优缺点。然后，以风力机、永磁同步发电机、三相不控整流桥、Boost 斩波电路、电压源型全桥逆变电路构成的并网主电路作为背景展开研究。
　　 对于基于升压斩波器的直驱式风力发电系统，详细分析了该风力发电系统各部分的数学模型，为后面章节打下了基础。为了使风力发电系统尽可能多的捕获风能，最大功率跟踪技术受到越来越多的重视。在介绍几种常见的最大功率跟踪算法基础上，给出了本文采用的跟踪方法：通过直接调节升压斩波电路的占空比来实现最大功率的跟踪。此方法主要应用在额定风速以下，而在额定风速以上则需要采用变桨距控制技术。接着，研究了并网的控制策略，以电压定向为控制方案，实现了单位功率因数、稳定直流电压等的控制，使整个系统顺利并入电网。最后，研究了两路Boost 交错并联控制，有效提高了放大倍数，调节了占空比，减少了电流纹波，实现了均流。并用Matlab/Simulink 建立了以上控制策略的仿真模型，验证了控制策略的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

第2章升压斩波型直驱风电变流系统建模

第3章斩波型直驱风电系统最大风能跟踪研究

第4章并网控制研究及升压斩波并联技术

第5章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢